JP2013096972A - タイヤ形状検査方法、及びタイヤ形状検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】凹凸マークが形成されたサイドウォール面を有するサンプルタイヤの画像を用いて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査するタイヤ形状検査方法において、次の工程を実行する。まず、ティーチング作業工程として、サンプルタイヤのサンプル原画像において、凹凸マークの境界線を検出し、境界線を示すマスク画像を生成し、サンプル原画像からマスク画像に示された境界線に対応する領域を除き、残りの領域の高さを1又は複数のオフセット値で表す高さオフセット画像を生成する。次に、検査作業工程として、検査タイヤの検査画像から、高さオフセット画像を差し引くと共に、マスク画像が表す境界領域を除去し、得られた凹凸除去画像に基づいて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査する。
【選択図】図7
Description
例えば、特許文献1には、相対的に回転するタイヤの表面に照射したライン光の像を撮像し、その撮像画像に基づいて光切断法による形状検出を行うことによって前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検出装置であって、前記タイヤの表面に一の光切断線が形成されるように、該光切断線における検出高さ方向とは異なる方向から複数のライン光を連ねて照射するライン光照射手段と、前記タイヤの表面に照射された前記複数のライン光それぞれの主光線が前記タイヤの表面に対して正反射する方向において撮像する撮像手段と、を具備するタイヤ形状検出装置が開示されている。
また、特許文献2には、タイヤ表面の、凹凸により形成された一以上の図形の三次元形状を検査する方法であって、これらの図形を含む、所定のタイヤ表面領域内の各面積要素について凹凸の高さを測定して凹凸分布データを取得する工程と、それぞれの図形に対して、図形の雛形として予め準備された図形モデルの三次元形状データと、取得された前記凹凸分布データとから、前記タイヤ表面領域のうち図形モデルに対応するタイヤ表面部分を特定する工程と、それぞれの図形に対して、特定されたタイヤ表面部分の凹凸分布データと図形モデルの三次元データとの一致度を求め、この一致度に基づいて前記図形の三次元形状の合否を判定する工程とを有するタイヤ凹凸図形の検査方法が開示されている。
しかしこの場合、使用するタイヤ高さ画像中には正常な凹凸図形のみが存在し、且つ検出対象の凹凸欠陥(Bulge/Dent)や、タイヤ周方向の大きなうねり変形成分であるRunout成分の高さ変化が全く無い高さ画像データが要求される。検出対象の凹凸欠陥やRunout成分が存在する高さ画像データをティーチングデータとして使用した場合、文字等の正常凹凸マークは、オンライン検査時に差分処理によって平面化(除去)されるが、ティーチングデータに存在する凹凸欠陥やRunout成分が検査対象の高さ画像に転写される結果となるため、このような高さ画像データを検査に使うことはできない。また、Runout成分が存在しない真平らなタイヤを特にティーチングデータ登録用に製作することは、現実的では無い。
本発明に係るタイヤ形状検査方法は、凹凸マークが形成されたサイドウォール面を有するサンプルタイヤの前記サイドウォール面の画像を用いて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査するタイヤ形状検査方法であって、ティーチング作業工程として、前記サンプルタイヤのサイドウォール面の二次元画像であるサンプル原画像において、前記凹凸マークの輪郭である境界線を検出し、前記境界線の位置を示すマスク画像を生成するマスク画像生成工程と、前記サンプル原画像において、前記マスク画像に示された前記境界線の位置に対応する領域を除き、残りの領域の高さを1又は複数のオフセット値を用いて表すことで得られる高さオフセット画像を生成する高さオフセット画像生成工程と、を具備し、前記検査作業工程として、前記検査タイヤのサイドウォール面の二次元画像である検査画像から、前記高さオフセット画像を差し引くと共に、前記マスク画像が表す境界領域を除去する差分処理工程と、前記差分処理工程の結果として得られた凹凸除去画像に基づいて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査する形状欠陥検査工程と、を具備し、前記高さオフセット画像生成工程では、サンプル原画像において、凹凸マークが形成されていないサイドウォール面であるベース面を近似するオフセットプロファイルを作成し、作成されたオフセットプロファイルを基にサンプル原画像から凹凸マークを抽出し、抽出された凹凸マークの高さを前記オフセット値とする、ことを特徴とする。
(I)前記サンプル原画像のタイヤ周方向に沿ったラインデータを抽出し、
(II)前記ラインデータを基に前記サンプルタイヤのベースラインを抽出し、
(III)前記ラインデータから前記ベースラインデータを減算することで凹凸マークの凹凸ラインデータを作成し、
(IV)作成した凹凸ラインデータの高さを凹凸マークのオフセット値としてもよい。
(IV-1)凹凸マーク部の高さ方向に所定幅を有する評価窓を設定し、
(IV-2)前記評価窓を凹凸ラインデータの高さ方向にシフトしつつ、前記評価窓に含まれる凹凸ラインデータの平均値を求め、
(IV-3)求めた平均値を凹凸ラインデータの凹凸マークの高さに置き換えた上で、前記オフセット値として用いてもよい。
加えて、前記微分フィルタの適用前に、前記サンプル原画像内の未検出点を補間して除去し、前記サイドウォール面のプロファイル形状を基に、前記未検出点を除去した画像からサイドウォール面の湾曲成分を除去して、前記未検出点を除去した画像を平面化してもよい。
(I)前記サンプル原画像のタイヤ周方向に沿った1つのラインデータに対応するラインデータを、前記マスク画像から抽出し、
(II)前記サンプル原画像の1ラインデータ上で、マスク画像から抽出した前記ラインデータが示す境界線で区切られる各領域を、それぞれ1つのラベル領域とし、
(III)前記ラベル領域のうち、周方向に最も長いラベル領域を高さオフセット値の計算開始領域とし、又は、前記マスク画像が示す境界線で囲まれた領域中、最も面積が大きい領域を高さオフセット値の計算開始領域とし、
(IV)前記計算開始領域から順に、隣接するラベル領域との高さ差を求め、
(V)前記複数のオフセット値のうち、求めた高さ差に最も近いオフセット値を、隣接するラベル領域の高さオフセット値としてすべてのラベル領域について設定し、
前記サンプル原画像の全てのラインデータについて、前記(I)から(V)のステップを繰り返すことで高さオフセット画像を生成していてもよい。
また、前記差分処理工程で得られた画像内における、当該差分処理工程にて用いたマスク画像でマスクされたマスク範囲に対し、下記の(I)〜(III)のいずれかの処理で高さ座標値を補間する補間工程を有していてもよい。
(II)前記マスク範囲を挟む2つの位置での高さ座標値を選び、一方の高さ座標値と他方の高さ座標値の平均値を求めることで得られる平均高さ座標値を、前記マスク範囲に割り当てることで補間する。
(III)前記マスク範囲に少なくとも一部が重なり且つ前記マスク範囲よりも短いウインドを設け、前記ウインドを前記マスク範囲の一端から一端へ移動させつつ、前記検査画像において前記ウインドに対応する位置の最大の高さ座標値又は最小の高さ座標値を選択して、選択した高さ座標値を前記マスク範囲に割り当てることで補間する。
本発明の実施形態に係るタイヤ形状検査装置1は、回転するタイヤTの表面に照射したライン光の像をカメラによって撮像し、その撮像画像に基づいて光切断法による形状検出を行うことでタイヤT各部の高さを測定する。次にタイヤ形状検査装置1は、測定されたタイヤT各部の高さをそれぞれ対応する輝度値に置き換え、タイヤT表面の二次元画像(検査画像)を得る。
図2に示す如く、タイヤTにおけるサイドウォール面とは、路面と接するトレッド面とリムに挟み込まれるビード部との間の部分である。図2において、白抜きで示された部分は、サイドウォール面(ベース面)上に形成された表示マーク(文字、ロゴ、模様等の正常図形)であり「正常凹凸マーク」と考えることができる。この正常凹凸マークは、サイドウォール面上で正常凹凸マークが形成されていない基面(ベース面)に対して、所定の高さを有する凹凸で構成されている。
図1(a)に示すように、タイヤ形状検査装置1は、タイヤ回転機2、センサユニット(撮像手段)3(3a、3b)、エンコーダ4、画像処理装置5等を備えている。
タイヤ回転機2は、形状検査の対象であるタイヤTをその回転軸を中心に回転させるモータ等を備えた回転装置である。タイヤ回転機2は、例えば60rpmの回転速度でタイヤTを回転させる。この回転中に、後述するセンサユニット3によって、サイドウォール面の全周範囲の表面形状を検出する。
図1(b)において、Y軸はタイヤTの形状検出位置におけるタイヤT円周の半径方向、Z軸はタイヤTの形状検出位置におけるサイドウォール表面からの検出高さ方向(検出する表面高さの方向)、X軸はY軸及びZ軸に直交する方向を表す。即ち、タイヤTのサイドウォール面の形状検出に用いられるセンサユニット3においては、Z軸はタイヤTの回転軸と平行の座標軸であり、Y軸はタイヤTの回転軸に対する法線の方向を表す座標軸である。なお、タイヤTと座標軸との対応関係は、カメラの支持の態様に応じて変わり得る。
また、撮像カメラ6は、カメラレンズ8及び撮像素子9を備え、タイヤTのサイドウォール面に連ねて照射された複数のライン光の像v1(一の線Ls上の光切断線の像)を撮像するものである。
例えば、60rpmの速度で回転するタイヤTが所定の角度で回転するたびにエンコーダ4から出力される検出信号を受信し、検出信号の受信タイミングに合わせてシャッターが切られるようにセンサユニット3a、3bの撮像カメラ6を制御する。これにより、検出信号の受信タイミングに合った所定の撮像レートで撮像が行われる。
画像処理装置5は、入力された1ライン画像に対して三角測量法の原理を適用することで、光切断線が照射された部分(サイドウォール面上の1ライン部分)の高さ分布情報を得る。次に画像処理装置5は、測定されたタイヤT表面各部の高さをそれぞれ対応する輝度値に置き換えると共に、内蔵されたフレームメモリ(撮像メモリ)に記憶し、タイヤT表面の二次元画像(検査画像)を得る。
なお、高さ分布情報としては、図7(b)に例示したものが相当し、検査画像やサンプル原画像としては、図7(a)に例示したものが対応する。なお、高さ分布情報における縦軸の値(高さ画素値)と、検査画像の輝度値とは一対一に対応するものであって、以降の説明では同義的に使用することとする。
なお、画像処理装置5は、例えばパーソナルコンピュータなどで構成されたハードウエアによって実現される。
図3は、画像処理装置5が実施する処理内容を示すフローチャートである。
この図から明らかなように、画像処理装置5が実施する処理は、タイヤのサイドウォール面に存在する凹凸欠陥をオンライン検査する「検査作業工程」を有している。更に、検査作業工程に先立つ前工程として、「ティーチング作業工程」を有している。
まず、図4を参照して、ティーチング作業工程の詳細を説明する。
ここで得られた高さ画像(生データ)には、「未検出点」が存在する。未検出点とは、正常凹凸マークの段差の影響でシート光がカメラに戻らず受光強度が規定値以下となったために、高さ座標を取得できなかった点であって、高さ座標0(黒点)が出力されている。そこで、未検出点近傍で高さ座標を検出済みであって、且つ未検出点を挟んでタイヤ周方向に並ぶ2つの画素の高さ座標を用いて直線補間値を計算し、計算した直線補間値を未検出点の座標として埋め込む。
まず、湾曲成分方向の平均的な断面プロファイル形状を求め、例えば、断面プロファイ
ル形状の二次曲線による最小二乗フィッティングにより湾曲成分を数式モデル化し、数式モデル化された湾曲成分を、上記直線補間後の高さ画像から除去する。
続いて、図3におけるマスク画像生成工程(S2)について説明する。
このマスク画像生成工程(S2)は、図4(a)において、マスク画像生成のフローチャートとして示されている。
このように得られた微分値の画像に対して、1ラインごとに平均値(Ave)および分散(1σ)を求める。求めた平均値(Ave)および分散(1σ)を用いて、正常凹凸マークの境界線を背景ノイズ的な微分値から分離することのできる二値化閾値を決定し、この二値化閾値を基に微分値の画像を二値化する。これによって、正常凹凸マークの境界線を示す二値化画像が得られる(S23)。
以上の処理を経て得られた画像は、境界線部分の二値画素点の値が1、境界線以外の部分の二値画素点の値が0となるマスク画像であり、図5(c)に示されるようなものである。このマスク画像は、画像処理装置5内のメモリに保存される(S24)。
図7(a)に模式図として示す平面化後のサンプル原画像中、実線で表す部分は、走査ラインの一部であり、正常凹凸マーク部分を指している。図7(b)のグラフは、例えば、図7(a)で模式的に示した1走査ライン分の高さ画素プロファイル(断面形状)を示している。このプロファイルには、サイドウォール面のうねりである低周波の高さ画素変化(低周波成分)が全体的に存在した上で、正常凹凸マークの部分では、高さ画素値が急激に変化していることがわかる。なお、低周波の高さ画素変化とは、例えば、20次〜70次程度(離散フーリエ変換後の20次〜70次程度)の低周波が示す変化である。
このような図7(c)において、縦軸で示す輝度値の変化量に対して判定閾値Pthを設定する。具体的には、輝度値の変化量の値に対して設定したある判定閾値を0から順に高さ+0.1mmに相当する輝度値のステップで徐々に増加させる。その上で設定した各判定閾値について、その判定閾値を境として、高さ画素プロファイルにてベース面の点データ群とベース面以外の点データ群とを弁別した上で、それぞれの点データの判定閾値からの差異(距離)を積算し、その積算した距離が最も小さくなる(又は、二乗誤差が最小となる)ときの判定閾値を最終的な判定閾値Pthとして設定する。
続いて、図7(b)において、図7(c)の位置P1から2度目に判定閾値Pthを超える位置P2に対応する位置の直前までの点データに、ベース面以外の面であることを示すフラグを付す。このように、ベース面を示すフラグとベース面以外の面を示すフラグとを判定閾値Pthを超える位置を境に交互に変更して、位置座標(Distance)0の点データから順に図7(b)の点データに付す。
その後に、図7(b)の高さ画素プロファイルからベース面を表す点データのみを抽出し、ベース面を表現した高さ画素データを得る。このとき得られる高さ画素データは、ベース面以外を表す点データが欠けたデータであるため、欠けた部分は直線補間してベース面全体を表現する高さ画素データを作成する。
図7(e)は、図7(d)のグラフを、例えば、ローパスフィルタによって滑らかにしたグラフである。ローパスフィルタとしては、高さ画素データをFFT(高速フーリエ変換)した後、高周波成分をカットする処理を採用している。図7(e)のグラフは、ほぼ正確にサイドウォールのベース面の低周波の高さ画素変化(Runout成分)を、ベースラインとして表現していると考えられる。
図8では、図7(b)に示すラインデータから図7(e)に示すベース面のRunout成分を差し引くことで、ラインデータを補正する手順を示している。図8に示すように、ラインデータからベース面のRunout成分を差し引けば、図8(f)に示すように、Runout成分(大きなうねり)が無く且つほぼ凹凸マークの高さだけを示す平面化された高さ画像データ(凹凸ラインデータ)を得ることができる。この平面化された高さ画像データは、高さ0付近の平面部と、複数の高さの凹凸マーク面とから構成されている。
まず、図9(g)に示す上側2本の点線のうち、下の点線付近で、評価窓に含まれる点データの数が増加し始めるので、点データの数が増加し始めた高さの前後で、評価窓に最も多くの点データが含まれる評価窓の位置を検出する。その上で、検出した評価窓の位置において、評価窓に含まれる各点データとの誤差が最小となる輝度値を用いて、評価窓に含まれる各点データを置き換える。
このようにして、無段階オフセット値で表された図9(g)の高さ画像データは、図9(h)で上側2本の点線が示すように、2種類の高さ(輝度値Pth1,Pth2)つまり、有段階オフセット値で平均化されて表されることとなり、これら2つの高さ(輝度値)が、ラインデータにおける2種類の凹凸マークのオフセット値として用いられる。
このように得られた凹凸マークのオフセット値を用いて正常凹凸マークの高さを示す高さオフセット画像を生成する工程について、以下に説明する。
図6(a)は、サンプル原画像におけるサイドウォール周方向の高さプロファイル1ラインにおいて、タイヤ周方向のX座標に沿って数百点分を拡大したグラフである。グラフ中の矩形波は、先に求めたマスク画像を反転して生成された反転マスク画像の内、高さプロファイルと同じ位置にある画像を重ねて表示している。
反転マスク画像では、境界線部分の二値画素点の値が0、境界線以外の部分の二値画素点の値が1となるので、図6においては、反転マスク画像の高さ画素値0に相当する領域が正常凹凸マークの境界線部分を指している。反転マスク画像において、境界線部分で区切られる高さ画素値1に相当する領域にそれぞれラベル番号を割り振り、それら領域をラベル領域として決定する。
以降は、同様の方法で、順に隣接する2つの領域W3、W4、・・・の高さ差を求め、求めた高さ差と最も差が小さいオフセット値を高さオフセット値として割り当てる(S33)。1ライン1周分に対して高さオフセット値を割り当てると、順に別の1ライン1周分に対して同様の割り当てを行いサンプル原画像の全範囲のラインに対して高さオフセット値を割り当てて、図5(b)に示す高さオフセット画像を得る(S34)。
図3の情報登録工程(S4)でマスク画像とオフセット画像とを画像処理装置5に登録して、ティーチング作業工程を終了する。以上により、ティーチングしたタイヤサンプル画像に対して、コンピュータGUI上での確認・修正作業が可能となり、短時間でのティーチング作業を実現できる。
図3及び図5を参照しつつ、以下に、検査作業工程について説明する。
検査作業工程においては、まず、図5(a)に示す検査対象タイヤのサイドウォール面の原画像(検査画像)を取得する。
続いて、図3の差分処理工程(S6)で、検査画像から、ティーチング時に登録された高さオフセット画像を差し引く。これにより、正常凹凸マークの高さが差し引かれたサイドウォール面の高さ画像が得られる。
例えば、1ライン上で周回方向のマスク範囲が連続するX座標値にして数点分程度である場合、マスク画像のマスク範囲を挟んで隣接する2つの正常凹凸マークの両端の平均高さ座標を求め、その平均高さ座標をマスク範囲の高さ座標に採用することで直線補間する。
このような処理を経て、図5(d)に示す文字凹凸除去後の画像を得る。
以上述べたような本発明のタイヤ形状検査方法を用いることで、タイヤサイドウォール面上に存在する正常凹凸であるマーク(文字、ロゴ、模様等)に影響されることなく、正常凹凸マークと同程度の高さ変化を持つ凹凸欠陥(凸欠陥=Bulge、 凹欠陥=Dent)を確実に検査することができるようになる。特に、タイヤ形状の検査において、ゴム製品特有の変形やタイヤに空気を入れたことによる変形等の影響を受けることなくタイヤ形状の検査が可能となる。
例えば、マスク画像生成工程(S2)や高さオフセット画像生成工程(S3)などの各工程を自動で行うようにしてもよいしオペレータが画像を参照しつつ手動で行うようにしてもよい。また、各工程を複数回繰り返し行ってもよい。
仮に確認作業によって、マスク画像に不具合箇所があれば、GUIにより境界線の追加・削除を行い、修正した場合はマスク画像の再計算を行うようにするとよい。次に、設定された高さオフセット画像を確認し、ラベル毎に設定されている一種類のオフセット値が異常ではないかどうかを確認する。不具合箇所があれば、修正領域を指定して高さオフセット値を変更(±1ずつ増減)し、修正した場合は高さオフセット画像の再計算を行うようにするとよい。
ところで、本実施形態で生成されたマスク画像には、検出したい凹凸欠陥(Bulge/Dent)よりも大きなマスク範囲(マスク領域)が存在することがある。このような大きなマスク範囲に凹凸欠陥が存在する場合、マスクされているがゆえに検出したい凹凸欠陥を見落とすことになる。そのため、高さ座標値を補間する処理を設けることは好ましい。マスク範囲の大きさ(長さ)によってマスク範囲の補間処理を変えると、さらに好ましい。
先に説明したように、差分処理工程(S6)では、まず、検査画像からティーチング時に登録された高さオフセット画像を差し引いて、タイヤサイドウォール面の高さ画像を得る。図10(a)は、得られた高さ画像の1ラインにおける一部分を示している。
平均補間とは、図10(d)に示すように、マスク画像のマスク範囲に対応する位置を挟んで隣接する2つの正常凹凸マークの両端の高さ座標値の平均を求め、その高さ座標値の平均(平均高さ座標値)をマスク範囲に対応する位置の高さ座標値として割り当てることで補間する方法である。
ウインドの設定方法について説明する。以下の説明において、図10(b)の反転マスク画像に示すマスク範囲は、例えば、X軸方向に40画素の長さを持つと仮定する。図10(a)の高さ画像において、マスク範囲の最もX座標が小さい点(最左点)をウインド中心点とする。このウインド中心点とウインド中心点の左右数画素を含む範囲をウインドとして、図10(a)の高さ画像に設定する。例えば、ウインド中心点とその左右10画素を含んでウインドを設定する場合、マスク範囲の最左点をウインド中心点として、21画素分が、ウインドとして設定される。一般に、ウインドの画素数は、マスク範囲の画素数の半分程度又は半分以下が望ましい。
次に、ウインド中心点をX軸方向に1画素分移動させ、上述の方法で、移動後のウインド中心点を含む新たなウインドを設定する。設定された新たなウインド内で、最大の高さ座標値を検出し、検出した値を、ウインド中心点に対応する位置の高さ座標値としてマスク後高さ画像に割り当てる。
最小の高さ座標値を割り当てた場合、得られる高さ画像は、図10(a)の高さ画像が示す正常凹凸マークのベース部分のプロファイルの概形をほぼ再現するものとなる。つまり、最大の高さ座標値を割り当てた場合でも、最小の高さ座標値を割り当てた場合でも、タイヤサイドウォール面におけるマスク範囲の大局的な(低周波成分が示す)凹凸変化を評価することができる。また、ウインド範囲における高さ座標値の最大値と最小値の平均を、ウインド中心点に対応する位置の高さ座標値として割り当てることもできる。
2 タイヤ回転機
3a、3b センサユニット
4 エンコーダ
5 画像処理装置
6 撮像カメラ
7 ライン光源
8 カメラレンズ
9 撮像素子
Claims (10)
- 凹凸マークが形成されたサイドウォール面を有するサンプルタイヤの前記サイドウォール面の画像を用いて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査するタイヤ形状検査方法であって、
ティーチング作業工程として、
前記サンプルタイヤのサイドウォール面の二次元画像であるサンプル原画像において、前記凹凸マークの輪郭である境界線を検出し、前記境界線の位置を示すマスク画像を生成するマスク画像生成工程と、
前記サンプル原画像において、前記マスク画像に示された前記境界線の位置に対応する領域を除き、残りの領域の高さを1又は複数のオフセット値を用いて表すことで得られる高さオフセット画像を生成する高さオフセット画像生成工程と、を具備し、
前記検査作業工程として、
前記検査タイヤのサイドウォール面の二次元画像である検査画像から、前記高さオフセット画像を差し引くと共に、前記マスク画像が表す境界領域を除去する差分処理工程と、
前記差分処理工程の結果として得られた凹凸除去画像に基づいて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査する形状欠陥検査工程と、を具備し、
前記高さオフセット画像生成工程では、サンプル原画像において、凹凸マークが形成されていないサイドウォール面であるベース面を近似するオフセットプロファイルを作成し、作成されたオフセットプロファイルを基にサンプル原画像から凹凸マークを抽出し、抽出された凹凸マークの高さを前記オフセット値とする、
ことを特徴とするタイヤ形状検査方法。 - 前記高さオフセット画像生成工程は、
(I)前記サンプル原画像のタイヤ周方向に沿ったラインデータを抽出し、
(II)前記ラインデータを基に前記サンプルタイヤのベースラインを抽出し、
(III)前記ラインデータから前記ベースラインデータを減算することで凹凸マークの凹凸ラインデータを作成し、
(IV)作成した凹凸ラインデータの高さを凹凸マークのオフセット値とする、ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ形状検査方法。 - 請求項2の(IV)工程においては、
(IV-1)凹凸マーク部の高さ方向に所定幅を有する評価窓を設定し、
(IV-2)前記評価窓を凹凸ラインデータの高さ方向にシフトしつつ、前記評価窓に含まれる凹凸ラインデータの平均値を求め、
(IV-3)求めた平均値を凹凸ラインデータの凹凸マークの高さに置き換えた上で、前記オフセット値として用いる、ことを特徴とする請求項2に記載のタイヤ形状検査方法。 - 前記マスク画像生成工程は、
微分フィルタを適用することで前記凹凸マークの境界線部分を強調した微分画像を得て、
前記得られた微分画像に対して所定の閾値を適用することで、前記微分画像を二値化して、前記マスク画像を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ形状検査方法。 - 前記微分フィルタの適用前に、
前記サンプル原画像内の未検出点を補間して除去し、
前記サイドウォール面のプロファイル形状を基に、前記未検出点を除去した画像からサイドウォール面の湾曲成分を除去して、前記未検出点を除去した画像を平面化することを特徴とする請求項4に記載のタイヤ形状検査方法。 - 前記高さオフセット画像生成工程は、
前記サンプル原画像と、前記マスク画像と、前記凹凸マークに対して設定された前記複数のオフセット値とを用いて、
(I)前記サンプル原画像のタイヤ周方向に沿った1つのラインデータに対応するラインデータを、前記マスク画像から抽出し、
(II)前記サンプル原画像の1ラインデータ上で、マスク画像から抽出した前記ラインデータが示す境界線で区切られる各領域を、それぞれ1つのラベル領域とし、
(III)前記ラベル領域のうち、周方向に最も長いラベル領域を高さオフセット値の計算開始領域とし、又は、前記マスク画像が示す境界線で囲まれた領域中、最も面積が大きい領域を高さオフセット値の計算開始領域とし、
(IV)前記計算開始領域から順に、隣接するラベル領域との高さ差を求め、
(V)前記複数のオフセット値のうち、求めた高さ差に最も近いオフセット値を、隣接するラベル領域の高さオフセット値としてすべてのラベル領域について設定し、
前記サンプル原画像の全てのラインデータについて、前記(I)から(V)のステップを繰り返すことで高さオフセット画像を生成することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ形状検査方法。 - 前記高さオフセット画像生成工程は、
前記マスク画像を前記高さオフセット画像に重ね合わせ、
前記マスク画像が示す境界線で囲まれた領域ごとに、領域内で最も数多く存在する高さオフセット値を、該領域全体の高さオフセット値として設定することを特徴とする請求項6に記載のタイヤ形状検査方法。 - 前記差分処理工程で得られた画像内における、当該差分処理工程にて用いたマスク画像でマスクされたマスク範囲に対し、下記の(I)〜(III)のいずれかの処理で高さ座標値を補間する補間工程を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤ形状検査方法。
(I)前記マスク範囲を挟む2つの位置での高さ座標値を選び、一方の高さ座標値から他方の高さ座標値に向かって線形的に変化させて得られる高さ座標値を、前記マスク範囲に割り当てることで補間する。
(II)前記マスク範囲を挟む2つの位置での高さ座標値を選び、一方の高さ座標値と他方の高さ座標値の平均値を求めることで得られる平均高さ座標値を、前記マスク範囲に割り当てることで補間する。
(III)前記マスク範囲に少なくとも一部が重なり且つ前記マスク範囲よりも短いウインドを設け、前記ウインドを前記マスク範囲の一端から一端へ移動させつつ、前記検査画像において前記ウインドに対応する位置の最大の高さ座標値又は最小の高さ座標値を選択して、選択した高さ座標値を前記マスク範囲に割り当てることで補間する。 - 凹凸マークが形成されたサイドウォール面を有するサンプルタイヤの前記サイドウォール面の画像を用いて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査するタイヤ形状検査装置であって、
前記サイドウォール面の二次元画像を撮像する撮像手段と、
前記サンプルタイヤのサイドウォール面の二次元画像であるサンプル原画像において、前記凹凸マークの輪郭である境界線を検出し、前記境界線の位置を示すマスク画像を生成するマスク画像生成手段と、
前記サンプル原画像において、前記マスク画像に示された前記境界線の位置に対応する領域を除き、残りの領域の高さを1又は複数のオフセット値を用いて表すことで得られる高さオフセット画像を生成する高さオフセット画像生成手段と、を具備し、
前記検査タイヤのサイドウォール面の二次元画像である検査画像から、前記高さオフセット画像を差し引くと共に、前記マスク画像が表す境界領域を除去する差分処理手段と、
前記差分処理工程の結果として得られた凹凸除去画像に基づいて、検査タイヤのサイドウォール面の形状欠陥を検査する形状欠陥検査手段と、を具備し、
複数のオフセット値は、サンプル原画像において、凹凸マークが形成されていないサイドウォール面であるベース面を近似するオフセットプロファイルを作成し、且つ作成されたオフセットプロファイルを基にサンプル原画像から凹凸マークを抽出することで得られる凹凸マークの高さであることを特徴とするタイヤ形状検査装置。 - 前記撮像手段は、
前記サイドウォール面に一の光切断線を照射するライン光照射手段と、
前記サイドウォール面に照射された前記ライン光の像を撮像する撮像カメラと、
前記撮像カメラが撮像した1ライン画像を逐次蓄えることで、前記サイドウォール面の二次元画像を構成する撮像メモリと、を具備することを特徴とする請求項9に記載のタイヤ形状検査装置。
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